JP2007109661A - Integrated circuit for improving power factor with eight pins and controlling ballast - Google Patents
Integrated circuit for improving power factor with eight pins and controlling ballast Download PDFInfo
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Abstract
Description
本願については、米国特許仮出願第60/725,706号(2005年10月12日出願)、および2006年10月11日出願の米国仮特許出願に基づく優先権を主張する。本明細書においては、両出願の内容を参考として組み込んでいる。 This application claims priority from US Provisional Application No. 60 / 725,706 (filed Oct. 12, 2005) and US Provisional Patent Application filed Oct. 11, 2006. In this specification, the contents of both applications are incorporated by reference.
本発明は、力率を補正することによって、蛍光灯用バラスト(安定器)を制御する集積回路(IC)に係り、より詳しくは、ピンの数が少なく、かつプログラミングが容易なバラスト制御ICに関する。 The present invention relates to an integrated circuit (IC) that controls a ballast (ballast) for a fluorescent lamp by correcting a power factor, and more particularly to a ballast control IC having a small number of pins and easy programming. .
蛍光灯用のバラストを制御する集積回路については、特許文献1〜4に記載があり、本明細書においては、これらの特許文献の内容を参考としている。
本発明は、力率改善方法、バラスト制御用集積回路、および単一の集積回路に組み込まれるハーフブリッジドライバを提供することを目的としている。 An object of the present invention is to provide a power factor correction method, an integrated circuit for ballast control, and a half-bridge driver incorporated in a single integrated circuit.
本発明の上記以外の目的は、次の通りである。
・臨界伝導モードで、ブーストタイプの力率改善(PFC)方法。
・内部VBUS(電源)による感応および制御。
・内部PFCによる過電流からの保護。
・内部PFCによるゼロ交差の検知。
・内部PFCによるループ補償。
・順応性のある飽和点灯電圧の制御。
・内部非ゼロ電圧スイッチング(ZVS)による保護。
・予熱時間のプログラム調整。
・予熱周波数のプログラム調整。
・稼働周波数のプログラム調整
・VCC(電源電圧)の閾値が負値となる場合には、係止される。
・デッドタイムの固定(通常1.5μs)。
・DCバスが不足電圧の場合の再設定。
・蛍光ランプ挿入時の自動再起動。
・アップダウン障害のカウンタ。
・内部ブートストラップMOSFET。
・定電圧が15.6Vのツェナークランプダイオードを電源電圧に適用する。
・微小電流(200μA)による起動。
・ラッチイミュニティと電子システム部(ESD)の保護。
Other objects of the present invention are as follows.
-Boost type power factor correction (PFC) method in critical conduction mode.
-Sensitivity and control by internal VBUS (power supply).
・ Protection from overcurrent by internal PFC.
・ Detection of zero crossing by internal PFC.
・ Loop compensation by internal PFC.
・ Adaptable saturation lighting voltage control.
• Protection by internal non-zero voltage switching (ZVS).
・ Program adjustment of preheating time.
-Program adjustment of preheating frequency.
-Program adjustment of operating frequency-If the VCC (power supply voltage) threshold value is negative, it is locked.
-Fixed dead time (usually 1.5 μs).
-Re-setting when the DC bus is undervoltage.
-Automatic restart when a fluorescent lamp is inserted.
-Up / down failure counter.
• Internal bootstrap MOSFET.
-Apply a Zener clamp diode with a constant voltage of 15.6V to the power supply voltage.
・ Start-up by minute current (200μA).
-Protection of latch immunity and electronic system part (ESD).
本発明に係るバラスト制御用集積回路は、高電圧検知回路を備え、力率改善とバラスト制御システムの機能を果たす。第1の高電圧ピンは、力率改善のためのゼロ交差と過電流を検知する。第2の高電圧ピンは、DCバス電圧とハーフブリッジ電圧を検知する。プログラム調整が可能なバラスト制御パラメータは、予熱時間、予熱周波数、および稼働周波数である The ballast control integrated circuit according to the present invention includes a high voltage detection circuit, and fulfills the functions of power factor improvement and ballast control system. The first high voltage pin detects zero crossing and overcurrent for power factor improvement. The second high voltage pin senses the DC bus voltage and the half bridge voltage. The ballast control parameters that can be programmed are preheat time, preheat frequency, and operating frequency
本発明に関係する事項は、点灯電圧の制御、蛍光ランプのストライクからの保護、オープンフィラメント、蛍光ランプの寿命、蛍光ランプの取外し、および自動再ストライクである。8ピンのICにおいて、プログラム調整可能なバラストパラメータおよび誤作動からの保護を、本発明による高電圧制御と組み合わせると、回路素子の数を大幅に減らすことができ、生産性と信頼性が向上させつつ、高性能なバラストシステムを保持することができる。 Matters related to the present invention are lighting voltage control, fluorescent lamp strike protection, open filament, fluorescent lamp life, fluorescent lamp removal, and automatic re-strike. In 8-pin ICs, combining programmable ballast parameters and protection against malfunctions with high voltage control according to the present invention can significantly reduce the number of circuit elements, improving productivity and reliability. However, a high performance ballast system can be maintained.
本発明によれば、次の効果が得られる。
・力率改善のための二次側巻線が不要となる。
・力率改善のための電流検知レジスタが不要となる。
・力率改善のための補償キャパシタが不要となる。
・ハーフブリッジ補償キャパシタが不要となる。
・VBUS電圧検知レジスタ網が不要となる。
・外部ブートストラップダイオードが不要となる。
・8ピンの小型パッケージとなる。
・回路素子の数を大幅に削減できる。
・回路の生産性と信頼性が増す。
・設計に要する時間が短縮される。
According to the present invention, the following effects can be obtained.
・ No secondary winding is required to improve the power factor.
・ No need for current detection register for power factor improvement.
・ Compensation capacitor for power factor improvement becomes unnecessary.
・ Half bridge compensation capacitor is not required.
・ VBUS voltage detection register network is not required.
-No need for external bootstrap diode.
-Small package with 8 pins.
・ The number of circuit elements can be greatly reduced.
• Increased circuit productivity and reliability.
・ The time required for design is shortened.
本発明の効果をより詳しく述べると、
1)わずか8ピンで、蛍光ランプの力率改善およびバラスト制御回路を実現することができる。
The effect of the present invention will be described in more detail.
1) The power factor improvement and ballast control circuit of the fluorescent lamp can be realized with only 8 pins.
2)ハイサイドゲートドライバ出力(HO端子)がOFF(論理が「ロー(low)」)であれば、ハーフブリッジ回路の停止中(UVLOモードまたは障害モード中)に、ローサイドゲートドライバ出力(LO端子)を、入力端子として用いることができる。HO端子がONのときには、LO端子はONまたはOFFとなる。この間、HO端子をOFFに保つと、ハーフブリッジ回路を通じてシュートスルー(shoot through)が生ずるのを防ぐことができる。 2) If the high-side gate driver output (HO terminal) is OFF (logic is “low”), the low-side gate driver output (LO terminal) will be displayed while the half-bridge circuit is stopped (in UVLO mode or failure mode). ) Can be used as an input terminal. When the HO terminal is ON, the LO terminal is ON or OFF. During this time, keeping the HO terminal OFF can prevent shoot through from occurring through the half-bridge circuit.
3)蛍光ランプが正しく取り付けられたか否かを検知するために、ハーフブリッジ回路が停止されている間、LO端子を入力端子として用いることができる。 3) The LO terminal can be used as an input terminal while the half-bridge circuit is stopped to detect whether the fluorescent lamp is correctly installed.
4)所望のバラスト制御パラメータ(例えば、予熱周波数)を調整する前提として、端子電圧を計測するために、ハーフブリッジ回路が停止されている間、LO端子を入力端子として用いることができる。 4) The LO terminal can be used as an input terminal while the half-bridge circuit is stopped to measure the terminal voltage, as a precondition for adjusting the desired ballast control parameter (eg, preheating frequency).
5)LO端子電圧は、所望のバラスト制御パラメータ(例えば、予熱周波数)を調整するために用いることができる。ON時間パルス中に、電圧の振幅を調整する場合には、ツェナーダイオードを用いる。 5) The LO terminal voltage can be used to adjust the desired ballast control parameter (eg, preheat frequency). A Zener diode is used to adjust the voltage amplitude during the ON time pulse.
6)所望のバラスト制御パラメータ(例えば、予熱周波数)を調整するために、VCC端子電圧を用いることができる。VCC端子電圧の振幅を調整する場合には、ツェナーダイオードを用いる。 6) The VCC terminal voltage can be used to adjust the desired ballast control parameter (eg, preheat frequency). A Zener diode is used when adjusting the amplitude of the VCC terminal voltage.
7)インダクタの飽和を検知し、飽和点の直近下位にあるインダクタ電流を制御することによって、LOゲートドライバ出力、またはHOゲートドライバ出力のON時間を調整することができる。
また、インダクタの飽和を検知するため、インダクタ電流の勾配(di/dt)を計測する。インダクタ電流の勾配の変化は、インダクタ飽和の兆候を示すため、飽和レベルよりも低いピーク電流を低下させるべく、ON時間を短縮させるために用いることができる。
インダクタの飽和を動的に検知し、インダクタ電流を飽和レベル以下に制御するため、インダクタの許容範囲および温度とは無関係に、蛍光ランプの安全な点灯電圧を維持することができる。
7) The ON time of the LO gate driver output or the HO gate driver output can be adjusted by detecting the saturation of the inductor and controlling the inductor current immediately below the saturation point.
In addition, the inductor current gradient (di / dt) is measured to detect inductor saturation. Changes in the slope of the inductor current indicate signs of inductor saturation and can be used to shorten the ON time to reduce peak currents below the saturation level.
Since the saturation of the inductor is dynamically detected and the inductor current is controlled below the saturation level, a safe lighting voltage of the fluorescent lamp can be maintained regardless of the allowable range and temperature of the inductor.
8)ハイサイド(high-side)MOSFETがONのときに、前記パワー回路におけるハーフブリッジの中間点であるVS端子を経由するDCバス電圧を計測する。内部の分圧器は、VS端子とCOM端子の間に接続される。
ハイサイドMOSFETがON(すなわち、HO端子がON,論理が「ハイ (high)」)のときには、VS端子は、ハイサイドMOSFETを介して、DCバスと接続され、分圧器は、DCバスの比の測定値(通常100:1)を与える。この測定値は、追加のピンまたは外部分圧器を用いずに、DCバスを一定レベルに制御するため、力率改善回路によって利用される。
8) When the high-side MOSFET is ON, the DC bus voltage passing through the VS terminal, which is the midpoint of the half bridge in the power circuit, is measured. The internal voltage divider is connected between the VS terminal and the COM terminal.
When the high-side MOSFET is ON (ie, the HO terminal is ON and the logic is “high”), the VS terminal is connected to the DC bus via the high-side MOSFET, and the voltage divider is the ratio of the DC bus. Of the measured value (usually 100: 1). This measurement is used by the power factor correction circuit to control the DC bus to a constant level without the use of additional pins or external partial pressure.
9)ローサイドMOSFETがONのときに、ハーフブリッジの中間点であるVS端子を経由するローサイドハーフブリッジMOSFET電流を計測する。ローサイドMOSFETのドレイン(ローサイドMOSFETのON抵抗(RDSon)を通じて流れる負荷電流から生ずる)における電圧を測定するために、ローサイドMOSFETがONの間、内部ハーフブリッジMOSFETは、ONとされる。
内部ハーフブリッジMOSFETは、ローサイド検知回路部を損傷するおそれのある高電圧を遮断するため、上記以外の時間には、OFFとされる。ローサイドハーフブリッジMOSFET電流の測定値は、インダクタが飽和している間に、di/dtを検知するため、または、より一般的に、過電流からの保護のために利用される。
9) When the low-side MOSFET is ON, the low-side half-bridge MOSFET current passing through the VS terminal that is the half-point of the half-bridge is measured. In order to measure the voltage at the drain of the low-side MOSFET (which results from the load current flowing through the low-side MOSFET's ON resistance (RDSon)), the internal half-bridge MOSFET is turned on while the low-side MOSFET is on.
The internal half-bridge MOSFET is turned off at times other than the above in order to cut off a high voltage that may damage the low-side detection circuit section. Low-side half-bridge MOSFET current measurements are used to detect di / dt while the inductor is saturated or, more generally, to protect against overcurrent.
10)非ゼロ電圧スイッチングの発生を検知するため、ハーフブリッジの中間点であるVS端子における電圧を計測する。HO端子がOFFの場合、内部高電圧MOSFETは、OFFとされる。ローサイドスイッチをONとする前に、中間点における電圧がCOM端子に向かうならば、計測は、デッドタイムによる遅延の後で、かつLO端子がONのときに行われる。この電圧が0よりも大きいときには、非ゼロ電圧スイッチングによる障害条件として捉えられ、バラスト制御回路は停止する。 10) To detect the occurrence of non-zero voltage switching, measure the voltage at the VS terminal, which is the midpoint of the half bridge. When the HO terminal is OFF, the internal high voltage MOSFET is turned OFF. If the voltage at the intermediate point goes to the COM terminal before turning on the low side switch, the measurement is performed after a delay due to dead time and when the LO terminal is on. When this voltage is larger than 0, it is regarded as a failure condition due to non-zero voltage switching, and the ballast control circuit stops.
11)蛍光ランプの取外し、1つまたは複数のオープンフィラメント、開放回路、および誤ったランプ障害条件を検知するために、非ゼロ電圧スイッチングを用いる。これらの障害条件が発生すると、ハーフブリッジは、非ゼロ電圧スイッチング(ハードスイッチング)条件の下で作動する。非ゼロ電圧スイッチング検知回路部は、上記の非ゼロ電圧スイッチング条件を検知し、バラスト制御回路を停止させる。 11) Remove fluorescent lamp, use non-zero voltage switching to detect one or more open filaments, open circuit, and false lamp fault conditions. When these fault conditions occur, the half bridge operates under non-zero voltage switching (hard switching) conditions. The non-zero voltage switching detection circuit unit detects the non-zero voltage switching condition and stops the ballast control circuit.
12)バラスト制御回路を停止する前に、障害の発生回数を検知するため、障害カウンタを用いる。障害カウンタを用いると、バラスト制御回路は、AC入力部における電圧スパイク等の理由で生ずる非同期ノイズに対して、適切に対処しうるようになる。障害カウンタを用いないと、バラスト制御回路は、このノイズにより、誤って停止する場合がある。 12) A fault counter is used to detect the number of fault occurrences before stopping the ballast control circuit. By using the fault counter, the ballast control circuit can appropriately cope with asynchronous noise caused by a voltage spike or the like at the AC input section. If the failure counter is not used, the ballast control circuit may stop erroneously due to this noise.
13)外部回路を用いて、バラストをラッチオフさせるために、UVLO+とUVLO-の閾値の対の間に、VCC端子のラッチ閾値を設ける。本発明の一実施形態においては、このラッチ閾値は、稼働モードの間だけ使用され、蛍光ランプの寿命(EOL)を検知するのに用いられる。
14)新規な力率改善補償回路が得られる。
15)新規なゼロ電圧スイッチング検知回路が得られる。
16)新規な過電流検知回路が得られる。
13) In order to latch off the ballast using an external circuit, a VCC terminal latch threshold is provided between the UVLO + and UVLO − threshold pairs. In one embodiment of the present invention, this latch threshold is used only during the operating mode and is used to detect fluorescent lamp life (EOL).
14) A novel power factor correction compensation circuit can be obtained.
15) A novel zero voltage switching detection circuit is obtained.
16) A novel overcurrent detection circuit can be obtained.
本発明の上記以外の特徴と効果は、添付の図面を参照して行う、以下の実施形態の説明から明らかになると思う。 Other features and advantages of the present invention will become apparent from the following description of embodiments with reference to the accompanying drawings.
バラスト制御回路100は、あらゆる型の蛍光灯を適切に制御するという機能を有している。制御の対象は、予熱周波数、予熱時間、稼働周波数、点灯電圧、蛍光ランプのストライクからの保護、蛍光ランプ取外し時の開放回路の保護、蛍光ランプ取替え後の自動再起動、および蛍光ランプの寿命である。
The
バラスト制御回路100のモードは、次の通りである。
1)UVLO(低電圧ロックアウト)モード
2)読み出し/設定モード
3)予熱モード
4)点灯モード
5)稼働モード
6)障害モード
上記各モードの移行条件は、図3に示してある。
The modes of the
1) UVLO (undervoltage lockout) mode 2) Read / set mode 3) Preheating mode 4) Lighting mode 5) Operation mode 6) Failure mode The transition conditions of the above modes are shown in FIG.
1)UVLO(低電圧ロックアウト)モード
UVLOモードとは、バラスト制御回路(図2参照)へ印加される電圧(VCC)が正しい起動閾値電圧よりも低い状態をいう。UVLOモードの間、力率改善回路およびバラスト制御回路は機能を停止し、必要最小限の機能を果たす回路部のみが作動する。作動する回路は、UVLO回路部10、再起動論理回路部12、および予熱周波数読み出し/設定回路部22である。
1) UVLO (Under Voltage Lockout) Mode The UVLO mode is a state in which the voltage (VCC) applied to the ballast control circuit (see FIG. 2) is lower than the correct start threshold voltage. During the UVLO mode, the power factor correction circuit and the ballast control circuit stop functioning, and only the circuit portion that performs the minimum necessary function operates. The circuits that operate are the
PFC(力率改善)回路部は停止している。外部力率改善MOSFET(MPFC)が、設定通りのままで、予期しない作動をしないように、PFCゲートドライバ14の出力は、OFF(論理が「ロー」)とされる。バラストオシレータ16は停止しており、ハイサイドゲートドライバ18の出力端子(HOピン)はOFF(論理が「ロー」)である。
The PFC (power factor correction) circuit is stopped. The output of the
ローサイドゲートドライバ20の出力端子(LO端子)は、UVLOモードの間は、再起動論理回路部12および予熱周波数読み出し/設定回路部22のための入力端子として用いられる。UVLOモードの間、LO端子を入力端子として用いるのは、バラスト制御回路100の特徴である。
The output terminal (LO terminal) of the low-side gate driver 20 is used as an input terminal for the restarting
公知のハーフブリッジドライバ回路は、UVLOモードの間、外部ハーフブリッジMOSFETが、予期しない作動を開始するのを奉仕するため、LO端子とHOピンの両方をOFF(論理が「ロー」)とする。トーテムホールのような立体形状をもつ上側MOSFET(MHS)がOFFの場合には、ハーフブリッジの中間点には電圧が生じないため、下部MOSFET(MLS)がONであるかOFFであるかは問題ではない。したがって、LO端子は、UVLOモードおよび障害モードの際に、入力端子として用いることができる。 Known half-bridge driver circuits turn off both the LO terminal and the HO pin (logic "low") in order to serve the external half-bridge MOSFET to initiate unexpected operation during UVLO mode. When the upper MOSFET (MHS) having a three-dimensional shape like a totem hole is OFF, no voltage is generated at the midpoint of the half bridge, so whether the lower MOSFET (MLS) is ON or OFF is a problem. is not. Therefore, the LO terminal can be used as an input terminal in the UVLO mode and the failure mode.
LO端子を、蛍光ランプが取り替えられたことを検知したときの自動再起動用入力端子、および予熱周波数をプログラム調整するときの入力端子として用いるならば、これらの機能を実行するための新たなピンは必要ない。LO端子を、UVLOモード時の入力端子として用いることは、バラスト制御回路100の特徴である。この特徴のために、力率改善によるバラスト制御回路100は、簡易な8ピンのパッケージとして構成することができる。
If the LO terminal is used as an input terminal for automatic restart when it is detected that the fluorescent lamp has been replaced, and an input terminal for adjusting the preheating frequency, a new pin for executing these functions is used. Is not necessary. The use of the LO terminal as an input terminal in the UVLO mode is a feature of the
UVLOモードの間、電源は、LO端子と接続される。電流は、LO端子とCOM端子の間に接続されているレジスタ(RFPH)を通って流れる。LO端子における電圧は、読み出し/設定回路部22によって測定され、バラストオシレータ16の予熱周波数を設定するために用いられる。再起動論理回路部12は、UVLOモードの間、蛍光ランプが、ランプ共鳴出力ステージに正しく取り付けられたことを検知するため、LO端子電圧を測定する。
During UVLO mode, the power supply is connected to the LO terminal. Current flows through a resistor (RFPH) connected between the LO terminal and the COM terminal. The voltage at the LO terminal is measured by the readout / setting circuit unit 22 and used to set the preheating frequency of the ballast oscillator 16. The restart
蛍光ランプが挿入されない場合には、レジスタRFPHにおける電圧は、VCCに近づき、LO端子電圧を、再起動閾値電圧(通常10V)以上に引上げるとともに、バラスト制御回路100が、UVLOモードから移行するのを防止する。
When the fluorescent lamp is not inserted, the voltage at the resistor RFPH approaches VCC, the LO terminal voltage is raised to the restart threshold voltage (usually 10 V) or more, and the
蛍光ランプが挿入された場合には、レジスタRFPHは、下段のランプフィラメントを介して、COM端子(図1参照)と接続され、LO端子電圧を、再起動閾値電圧以下に引下げる。LO端子電圧が、再起動閾値電圧を下回り、かつVCCが、UVLOモード起動閾値電圧を上回ると、バラスト制御回路は、UVLOモードから、読み出し/設定モードに移行する。 When the fluorescent lamp is inserted, the resistor RFPH is connected to the COM terminal (see FIG. 1) via the lower lamp filament, and lowers the LO terminal voltage below the restart threshold voltage. When the LO terminal voltage falls below the restart threshold voltage and VCC exceeds the UVLO mode start threshold voltage, the ballast control circuit shifts from the UVLO mode to the read / set mode.
UVLOモードの間、バラスト制御回路には、微小の「マイクロパワー」電流(通常200μA)が流れる。マイクロパワー電流は、VCC端子、交流の整流された入力電圧用端子、およびUVLOモード起動閾値電圧用端子の間に接続されたレジスタRVCCとともに、バラストのための交流ON電圧を設定する。 During the UVLO mode, a small “micropower” current (typically 200 μA) flows through the ballast control circuit. The micropower current sets the AC ON voltage for the ballast, along with the resistor RVCC connected between the VCC terminal, the AC rectified input voltage terminal, and the UVLO mode activation threshold voltage terminal.
2)読み出し/設定モード
UVLOモードの間、バラスト制御回路は、LO端子に電源電流を供給する。外部レジスタRFPHは、LO端子とCOM端子の間に接続されている。この場合、電流は、レジスタRFPHを通って、LO端子に至る。
2) Read / Set Mode During the UVLO mode, the ballast control circuit supplies a power supply current to the LO terminal. The external resistor RFPH is connected between the LO terminal and the COM terminal. In this case, the current passes through the resistor RFPH and reaches the LO terminal.
VCCがUVLO+閾値を上回ると、バラスト制御回路は、直ちに、読み出し/設定モードに入り、読み出し/設定回路部は、LO端子電圧を測定して、対応する予熱周波数を設定する。この動作は、読み出し/設定モードの間、LO端子電圧を測定し、これを、予め設定してある複数の電圧と比較する複数のコンパレータを用いることにより実行される。 When VCC exceeds the UVLO + threshold, the ballast control circuit immediately enters the read / set mode, and the read / set circuit unit measures the LO terminal voltage and sets the corresponding preheat frequency. This operation is performed by using a plurality of comparators that measure the LO terminal voltage during the read / set mode and compare it to a plurality of preset voltages.
LO端子電圧の範囲は、どのコンパレータの出力が、ハイ(high)またはロー(low)となるかを決定する。このハイおよびローの論理信号は、予熱の間、バラストオシレータ16の正しい周波数を設定するため、適当なラッチ回路を構成するために用いられる。コンパレータの数により、プログラムで設定する予熱周波数のレベルの数が決まる。例えば、32個のコンパレータを用いる場合には、予熱周波数のレベルの数は32個となる。予熱周波数が設定されると、バラスト制御回路100は、読み出し/設定モードから、予熱モードへ移行する。
The range of the LO terminal voltage determines which comparator output is high or low. These high and low logic signals are used to construct an appropriate latch circuit to set the correct frequency of the ballast oscillator 16 during preheating. The number of preheating frequency levels set by the program is determined by the number of comparators. For example, when 32 comparators are used, the number of preheating frequency levels is 32. When the preheating frequency is set, the
3)予熱モード
VCCがUVLO+閾値を上回ると、バラスト制御回路は、予熱モードに移行し、予熱周波数が設定される。PFC回路部は、作動を開始し、PFC端子電圧は、高い力率を実現し、かつDCバス電圧を一定レベルに制御するよう、正しいON時間とOFF時間で振動する。また、バラストオシレータ16も作動し、最初に、LOゲートドライバの出力がONとなる。外部ローサイドハーフブリッジ下側MOSFET(MLS)をONとするため、LO端子を通って、ゲートドライブ電流(通常300mA)が供給される。LO端子電圧は、LO端子とCOM端子の間に接続されているツェナーダイオードDTPHによって制限される。
3) Preheating mode When VCC exceeds the UVLO + threshold, the ballast control circuit shifts to the preheating mode and the preheating frequency is set. The PFC circuit unit starts to operate, and the PFC terminal voltage oscillates with the correct ON time and OFF time so as to achieve a high power factor and control the DC bus voltage to a constant level. Further, the ballast oscillator 16 is also operated, and first, the output of the LO gate driver is turned ON. In order to turn on the external low-side half-bridge lower MOSFET (MLS), a gate drive current (usually 300 mA) is supplied through the LO terminal. The LO terminal voltage is limited by a Zener diode DTPH connected between the LO terminal and the COM terminal.
LO端子に最初のON時間パルスが印加されている間、予熱時間読み出し/設定回路部は、LO端子電圧を測定し、対応するバラスト予熱時間を設定する。予熱周波数の読み出し/設定と同様に、バラスト予熱時間の設定も、複数のコンパレータと複数の電圧レベルを用いて行われる。コンパレータの数によって、プログラムで設定するバラスト予熱時間の数が決まる。 While the first ON time pulse is applied to the LO terminal, the preheating time readout / setting circuit unit measures the LO terminal voltage and sets the corresponding ballast preheating time. Similar to reading / setting the preheating frequency, the setting of the ballast preheating time is performed using a plurality of comparators and a plurality of voltage levels. The number of ballast preheating times set by the program is determined by the number of comparators.
LO端子に接続されたツェナーダイオードDTPHの最小ツェナー電圧は、バラスト制御回路がUVLOモードから移行しうるよう、VCCおよびUVLO+閾値よりも高くなければならない。 The minimum zener voltage of the zener diode DTPH connected to the LO terminal must be higher than the VCC and UVLO + thresholds so that the ballast control circuit can transition from UVLO mode.
予熱時間が設定された後、HO端子電圧とLO端子電圧は、予熱周波数よりも一定の割合だけ高い当初のソフトスタート周波数で振動する。HO端子電圧とLO端子電圧は、50%の負荷サイクルの下に、LOからHOへ、およびHOからLOへのスイッチング間のデッドタイム(非重畳時間;通常1.5μs)なしで、ONとOFFを繰り返す。バラストオシレータの周波数は、迅速に、予熱周波数まで低下し、予熱時間中は、この周波数にとどまる。 After the preheating time is set, the HO terminal voltage and the LO terminal voltage oscillate at an initial soft start frequency that is higher than the preheating frequency by a certain rate. The HO and LO terminal voltages are ON and OFF under a 50% duty cycle and without dead time (non-overlap time; typically 1.5 μs) between switching from LO to HO and from HO to LO. repeat. The frequency of the ballast oscillator quickly decreases to the preheating frequency and stays at this frequency during the preheating time.
予熱時間は、LO端子とCOM端子の間に接続されたツェナーダイオードDTPHによって予熱が開始され、LO端子へ最初のON時間パルスが印加されている間に、設定される。その結果、この予熱時間に対応し、内部キャパシタCPHと比較される内部電圧(VTPH)のレベルが設定される。内部キャパシタCPHの電圧は、バラストオシレータ16の各サイクルに1度生じる短時間のパルス(通常100ns)とともに増大する。その結果、内部キャパシタCPHは、「階段状」に充電される。CPHの充電を階段状に制御するならば、CPHとして、非常に小さいキャパシタを用いることができる。 The preheating time is set while preheating is started by the Zener diode DTPH connected between the LO terminal and the COM terminal and the first ON time pulse is applied to the LO terminal. As a result, the level of the internal voltage (VTPH) to be compared with the internal capacitor CPH is set corresponding to this preheating time. The voltage on the internal capacitor CPH increases with a short pulse (typically 100 ns) that occurs once in each cycle of the ballast oscillator 16. As a result, the internal capacitor CPH is charged “stepwise”. If charging of CPH is controlled stepwise, a very small capacitor can be used as CPH.
バラストオシレータ16が、予熱時間中に、内部キャパシタCPHに対する階段状パルスの周波数を定めるため、予熱時間は、予熱周波数と、LO端子に接続している外部ツェナーダイオードに依存して決まる。内部キャパシタ電圧が設定された電圧レベル(VTPH)を上回ると、バラスト制御回路は、予熱モードから点灯モードへ移行する。 Since the ballast oscillator 16 determines the frequency of the stepped pulse for the internal capacitor CPH during the preheating time, the preheating time is determined depending on the preheating frequency and the external Zener diode connected to the LO terminal. When the internal capacitor voltage exceeds the set voltage level (VTPH), the ballast control circuit shifts from the preheating mode to the lighting mode.
予熱モードの間、非ゼロ電圧スイッチング(ZVS)保護回路部24も作動し、ハーフブリッジの中間点で、ハードスイッチングが生じているか否かを検知する。蛍光ランプの取外し、オープンフィラメント、または開放回路の条件に伴って、非ゼロ電圧スイッチングが生じた場合には、バラスト制御回路は、例えば非ゼロ電圧スイッチングが50回生じた後に、障害モードへ移行する。
During the preheat mode, the non-zero voltage switching (ZVS)
非ゼロ電圧スイッチング保護回路部は、ハーフブリッジの中間点に追加して接続された高電圧検知MOSFETを用いて、ハードスイッチングを検知する。HO端子がOFF(デッドタイムの開始)になると、高電圧検知MOSFETが作動する。他方、LO端子がON(デッドタイムの終了)になると、VS端子における電圧が測定される。この際、電圧がゼロでない場合には、非ゼロ電圧スイッチングによる障害が生じたと判断される。 The non-zero voltage switching protection circuit unit detects hard switching using a high voltage detection MOSFET that is additionally connected to an intermediate point of the half bridge. When the HO terminal is turned off (start of dead time), the high voltage detection MOSFET is activated. On the other hand, when the LO terminal is turned ON (end of dead time), the voltage at the VS terminal is measured. At this time, if the voltage is not zero, it is determined that a failure due to non-zero voltage switching has occurred.
4)点灯モード
バラスト制御回路は、内部キャパシタCPHにおける電圧が、設定されている内部電圧(VTPH)を最初に上回ったときに、点灯モードへ移行する。この場合、直ちに、内部キャパシタCPHからCOM端子に放電され、ついで、予熱モードのときと同様の「階段状」に充電される。
4) Lighting mode The ballast control circuit shifts to the lighting mode when the voltage at the internal capacitor CPH first exceeds the set internal voltage (VTPH). In this case, the internal capacitor CPH is immediately discharged to the COM terminal, and then charged in a “stepped shape” similar to that in the preheating mode.
この第2の充填時間中に、バラストオシレータ16における周波数は、予熱周波数から最終的な稼働周波数まで、予め設定した割合で徐々に低下する。この結果、バラストオシレータの周波数が、共鳴ランプ出力ステージの共鳴周波数まで低下するにつれて、蛍光ランプLの両端の電圧は、増大する。蛍光ランプの電圧が、所定の点灯電圧に到達すると、蛍光ランプは点灯する。バラストオシレータの周波数は、最終的な稼働周波数に到達するまで、徐々に低下する。 During this second filling time, the frequency in the ballast oscillator 16 gradually decreases at a preset rate from the preheating frequency to the final operating frequency. As a result, the voltage across the fluorescent lamp L increases as the frequency of the ballast oscillator decreases to the resonant frequency of the resonant lamp output stage. When the voltage of the fluorescent lamp reaches a predetermined lighting voltage, the fluorescent lamp is turned on. The frequency of the ballast oscillator gradually decreases until the final operating frequency is reached.
蛍光ランプが点灯しない場合には、ランプ電圧とインダクタタンク電流(電流検知回路部28参照)は、インダクタが飽和するまで、増加を続ける。インダクタが飽和すると、di/dt検知回路部26は、インダクタ電流の急激な上昇を検知し、LO端子とHO端子のON時間を減少させるため、バラストオシレータの周波数を所定量増加させる。
When the fluorescent lamp is not lit, the lamp voltage and the inductor tank current (see the current detection circuit unit 28) continue to increase until the inductor is saturated. When the inductor is saturated, the di / dt
LO端子とHO端子のON時間が減少すると、対応する外部MOSFETのMHSとMLSは、各サイクルにおいて、早期にOFFとなる。この結果、インダクタ電流のピークは低下し、飽和レベルを下回る。バラストオシレータの周波数は、点灯モードの間、インダクタ電流を飽和レベル以下に保持するため、そのままとどまる。 When the ON time of the LO terminal and the HO terminal decreases, the MHS and MLS of the corresponding external MOSFET are turned off early in each cycle. As a result, the peak of the inductor current decreases and falls below the saturation level. The frequency of the ballast oscillator remains unchanged in order to keep the inductor current below the saturation level during the lighting mode.
インダクタ電流を飽和レベル以下に制御すると、順応性のある点灯制御回路が得られる。この回路は、温度やインダクタの大きさ・型に拘らず、最大インダクタ電流を飽和レベル以下に制御する。この結果、公知のバラスト制御において一般に用いられている、正確な電流検知を行うレジスタが不要となる。 When the inductor current is controlled below the saturation level, an adaptive lighting control circuit can be obtained. This circuit controls the maximum inductor current below the saturation level regardless of temperature and inductor size / type. As a result, a register for performing accurate current detection, which is generally used in known ballast control, becomes unnecessary.
また、インダクタ電流を飽和レベル以下に制御すると、蛍光ランプの両端の電圧が、蛍光ランプの点灯中、一定のレベルに制御される。このバラスト制御回路による点灯制御は、蛍光ランプ点灯の信頼性を高めるものである。この点灯制御は、温度が低い場合、または古い蛍光ランプを点灯させる場合に有益であり、蛍光ランプを取り替えるまでの点灯回数を多くすることができ、蛍光ランプを長寿命にする。 Further, when the inductor current is controlled to be equal to or lower than the saturation level, the voltage across the fluorescent lamp is controlled to a certain level during the lighting of the fluorescent lamp. The lighting control by the ballast control circuit improves the reliability of the fluorescent lamp lighting. This lighting control is useful when the temperature is low or when an old fluorescent lamp is turned on, and the number of times of lighting until the fluorescent lamp is replaced can be increased, thereby extending the life of the fluorescent lamp.
インダクタ電流は、ハーフブリッジの中間点(VS端子)に接続された高電圧検知MOSFETを用いて、検知される。HO端子がONのとき、ハーフブリッジの中間点の電圧は、DCバス電圧のレベルにあり、高電圧検知MOSFETはOFFとなって、高電圧を遮断する。LO端子がONのときには、外部にある下側ハーフブリッジMOSFET(MSL)のON抵抗RDSonの両端における電圧を測定するため、高電圧検知MOSFETはONとなる。この回路は、di/dtを検知するが、di/dtの値は、MOSFETごとに異なりかつ温度によって変化するON抵抗RDSonの値とは無関係である。 The inductor current is detected using a high voltage detection MOSFET connected to the midpoint (VS terminal) of the half bridge. When the HO terminal is on, the voltage at the midpoint of the half bridge is at the level of the DC bus voltage, and the high voltage detection MOSFET is turned off to block the high voltage. When the LO terminal is ON, the voltage at both ends of the ON resistance RDSon of the external lower half bridge MOSFET (MSL) is measured, so that the high voltage detection MOSFET is ON. This circuit detects di / dt, but the value of di / dt is different for each MOSFET and is independent of the value of the ON resistance RDSon that varies with temperature.
内部キャパシタCPHにおける電圧が、2度目に、設定された予熱時間電圧のレベル(VTPH)まで上昇したときに、バラスト制御回路は、点灯モードから稼働モードへ移行する。 When the voltage at the internal capacitor CPH rises to the set preheating time voltage level (VTPH) for the second time, the ballast control circuit shifts from the lighting mode to the operation mode.
5)稼働モード
予熱モードの後、内部キャパシタCPHにおける電圧が、2度目に、設定された予熱時間電圧のレベル(VTPH)まで上昇すると、点灯モードの終了が知らされ、バラスト制御回路は、稼働モードへ移行する。
5) Operation mode After the preheating mode, when the voltage in the internal capacitor CPH rises to the set preheating time voltage level (VTPH) for the second time, the end of the lighting mode is notified, and the ballast control circuit operates in the operation mode. Migrate to
点灯モードにおいて、蛍光ランプLの点灯が成功すると、バラストオシレータの周波数は、最終的な稼働周波数まで、低下し続ける。稼働周波数は、VCC端子とCOM端子の間に接続されたツェナーダイオードDFRUNによって、プログラム調整される。ツェナーダイオードDFRUNによってVCC端子に設定された電圧は、タイミングキャパシタCTのためのランピング閾値を設定する。 When the lighting of the fluorescent lamp L is successful in the lighting mode, the frequency of the ballast oscillator continues to decrease to the final operating frequency. The operating frequency is program adjusted by a Zener diode DFRUN connected between the VCC terminal and the COM terminal. The voltage set at the VCC terminal by the zener diode DFRUN sets the ramping threshold for the timing capacitor CT.
タイミングキャパシタCTは、LO端子とHO端子の各スイッチングサイクルにおいて、電源から給電を受け、VCC電圧まで直線的に充電される。タイミングキャパシタCTが、COM電圧からVCC電圧まで充電されるのに要する時間から、短い一定のデッドタイムによる遅延(通常1.5μs)を差し引いたものが、LO端子とHO端子のON時間を決定する。 The timing capacitor CT is supplied with power from the power source in each switching cycle of the LO terminal and the HO terminal, and is charged linearly to the VCC voltage. The time required for the timing capacitor CT to be charged from the COM voltage to the VCC voltage minus the delay due to a short constant dead time (usually 1.5 μs) determines the ON time of the LO and HO terminals. .
タイミングキャパシタCTがVCC電圧まで充電されると、タイミングキャパシタCTは、直ちにCOM電圧まで放電され、再び充電される。この結果、タイミングキャパシタCTにおける電圧の波形は、鋸歯状となる。各ON時間は、LOゲートドライバ出力とHOゲートドライバ出力(図4参照)の間で、交互に切り替わる。 When the timing capacitor CT is charged to the VCC voltage, the timing capacitor CT is immediately discharged to the COM voltage and charged again. As a result, the waveform of the voltage in the timing capacitor CT becomes a sawtooth shape. Each ON time is alternately switched between the LO gate driver output and the HO gate driver output (see FIG. 4).
稼働モードの間、点灯制御回路部は作動を停止する。di/dtが、その最大値を一定の回数(通常50回)上回ったときには、バラスト制御回路は、障害モードへ移行する。 During the operation mode, the lighting control circuit unit stops operating. When di / dt exceeds a maximum number of times (usually 50 times), the ballast control circuit shifts to the failure mode.
蛍光ランプが、点灯モードの間に点灯しなかった場合には、di/dt検知回路部は、点灯モードの間、バラストオシレータの周波数を一定レベルに維持することによって、インダクタ電流を飽和レベル以下に制御する。点灯制御回路部は、稼働モードにおいては停止するため、バラストオシレータの周波数は、稼働周波数に向かって再び低下し始める。その結果、インダクタは再び飽和し、di/dt検知回路部26によって検知される。
When the fluorescent lamp does not light during the lighting mode, the di / dt detection circuit unit keeps the frequency of the ballast oscillator at a constant level during the lighting mode, thereby reducing the inductor current below the saturation level. Control. Since the lighting control circuit unit stops in the operation mode, the frequency of the ballast oscillator starts to decrease again toward the operation frequency. As a result, the inductor is saturated again and detected by the di / dt
di/dt検知回路部26によって飽和の回数(通常50回)が検出された後、バラスト制御回路は、障害モードへ移行し、高電流と高電圧が回路素子に損傷を与えたり、蛍光ランプの保守を行っている人に危害を与えたりする前に、安全に遮断される。
After the number of saturations (usually 50) is detected by the di / dt
蛍光ランプが点灯モードの間に点灯した場合には、バラスト制御回路が稼働モードへ移行するまでに、バラストオシレータの周波数は、稼働周波数まで低下する。 When the fluorescent lamp is lit during the lighting mode, the frequency of the ballast oscillator decreases to the operating frequency before the ballast control circuit shifts to the operating mode.
DCバス不足電圧保護回路部は、稼働モードの間、作動する。DCバス電圧が安全でないレベル以下に低下した場合には、バラスト制御回路は、これを検知し、安全にOFFとなるよう、VCC電圧を、UVLO-電圧以下に放電させる。蛍光ランプの寿命に関するラッチ閾値(VCCEOL-)も、VCC端子において働く。 The DC bus undervoltage protection circuit unit operates during the operation mode. If the DC bus voltage drops to a level below unsafe, the ballast control circuit may detect this safely so as to be OFF, the VCC voltage, UVLO - voltage discharges below. A latch threshold (VCCEOL − ) for the lifetime of the fluorescent lamp also works at the VCC terminal.
蛍光ランプの寿命が到来した場合には、ランプ電圧に非対称なシフトが生じる。このシフトは、QEOLを含む外部の回路によって検知され、VCC電圧は、ラッチ閾値(VCCEOL-)以下とされる。稼働モードの間に、VCC電圧が、ラッチ閾値(VCCEOL-)以下になると、バラスト制御回路は、安全に停止状態から解放される。 When the life of the fluorescent lamp comes, an asymmetric shift occurs in the lamp voltage. This shift is detected by an external circuit including QEOL, and the VCC voltage is made equal to or lower than the latch threshold value (VCCEOL − ). During Run Mode, VCC voltage is latched threshold (VCCEOL -) becomes below, the ballast control circuit is released from the safety stop state.
公知のバラスト制御は、VCCについて、UVLO閾値の「ON」と「OFF」のみを用いる。この閾値は、非ラッチタイプで、かつ「ON」と「OFF」の間にヒステリシスを有する。 Known ballast control uses only “ON” and “OFF” UVLO thresholds for VCC. This threshold value is a non-latching type and has a hysteresis between “ON” and “OFF”.
次に、蛍光ランプの寿命と、回路が障害を引き起こすラッチオフを計測するため、もう一つの端子を用いる。すなわち、VCCにラッチが係る第3の閾値(UVLO+とUVLO-の間にあり、稼働モードでのみ働く)を付加することにより、蛍光ランプは、VCC端子において、寿命切れから保護される。したがって、蛍光ランプを寿命切れから保護するために、特別に端子を設ける必要はない。 Next, another terminal is used to measure the life of the fluorescent lamp and the latch-off that causes the circuit to fail. That is, the third threshold latch according to VCC (UVLO + and UVLO - located between the only work in active mode) by the addition of the fluorescent lamp, the VCC terminal is protected from life later. Therefore, it is not necessary to provide a special terminal in order to protect the fluorescent lamp from the end of its life.
稼働モードの最中に蛍光ランプの寿命が到来した場合には、外部の寿命検知回路において、QEOLを用いて、VCCをVCCEOL-まで引き下げる。バラスト制御回路は、障害モードへ移行し、安全にラッチオフされ、微小パワー電流をVCC端子に引き込む。 When the life of the fluorescent lamp is reached during the operation mode, VCC is lowered to VCCEOL − using QEOL in the external life detection circuit. The ballast control circuit enters the failure mode, is safely latched off, and draws a small power current into the VCC terminal.
外部のサプライレジスタRVCCは、VCCを外部ツェナーダイオード電圧(DFRUN)まで引上げる。したがって、バラスト制御回路は、障害モードにとどまる。蛍光ランプを取り外すことによって、LO端子電圧が、再起動閾値(VRESTART+)まで上昇するか、またはVCCが、UVLO-閾値(通常6V)まで低下すると、ラッチは再設定され、バラスト制御回路全体がUVLOモードへ移行する。 The external supply resistor RVCC pulls VCC up to the external Zener diode voltage (DFRUN). Thus, the ballast control circuit remains in the fault mode. By removing the fluorescent lamp, if the LO terminal voltage rises to the restart threshold (VRESTART + ) or VCC falls to the UVLO - threshold (usually 6V), the latch is reset and the entire ballast control circuit is Transition to UVLO mode.
LO端子電圧が、VRESTART-閾値(蛍光ランプが取り付けられるときの閾値)よりも低く、かつVCCが、UVLO+閾値(通常11.5V)よりも大きい場合には、バラスト制御回路は、読み出し/設定モードへ移行し、再度、通常の蛍光ランプの予熱、点灯および稼働のための過程を実行する。 If the LO terminal voltage is lower than the VRESTART - threshold (threshold when the fluorescent lamp is installed) and VCC is greater than the UVLO + threshold (usually 11.5 V), the ballast control circuit will read / set The mode is shifted to the normal mode, and the process for preheating, lighting and operating the normal fluorescent lamp is performed again.
稼働モードの際には、非ゼロ電圧スイッチング回路部24も作動する。稼働モードの最中に、蛍光ランプの交換やオープンフィラメントによって、非ゼロ電圧スイッチング条件が生じた場合には、予熱モードの場合と同様に、非ゼロ電圧スイッチング回路部が、ハーフブリッジの中間点(VS端子)において、ハードスイッチングを検出する。ハードスイッチングが所定の回数(通常50回)生ずると、バラスト制御回路は、障害モードへ移行して、安全にラッチオフされる。
In the operation mode, the non-zero voltage
6)障害モード
非ゼロ電圧スイッチング条件が生じた場合には、バラスト制御回路は、予熱モードから障害モードへ移行する。この外、di/dt条件が生ずるか、またはVCCがVCCEOL-よりも低下した場合には、バラスト制御回路は稼働モードから障害モードへ移行する。
6) Fault mode When a non-zero voltage switching condition occurs, the ballast control circuit transitions from the preheat mode to the fault mode. The outer, or di / dt conditions occurs, or VCC is VCCEOL - when lower than the ballast control circuit shifts from the active mode to the failure mode.
バラスト制御回路が障害モードにあるときには、バラストオシレータ16とdi/dt検知回路部26は、ラッチオフされ、ゲートドライバ出力HOと力率改善回路部PFCは、OFF(論理が「ロー」)とされる。バラスト制御回路は、VCC端子において微小パワー電流(通常200μA)を消費する間は、このラッチオフ状態にとどまる。
When the ballast control circuit is in the failure mode, the ballast oscillator 16 and the di / dt
LOゲートドライバ出力は、開放回路へ送られ、蛍光ランプの交換を検知するための入力となる。LO端子電圧が、VRESTART+(蛍光ランプを取り外すときの電圧)よりも引上げられるか、またはVCC電圧がUVLO−よりも低下した(AC電圧はOFFまたは遮断される)場合には、障害モード用のラッチは再設定され、バラスト制御回路は、障害モードからUVLOモードへ移行する。 The LO gate driver output is sent to the open circuit and becomes an input for detecting the replacement of the fluorescent lamp. If the LO terminal voltage is pulled higher than VRESTART + (voltage when removing the fluorescent lamp) or the VCC voltage drops below UVLO- (AC voltage is turned off or shut off), The latch is reset and the ballast control circuit transitions from the failure mode to the UVLO mode.
以上、本発明を特定の実施形態に即して説明してきたが、当業者にとっては、多くの変形例や設計変更が自明であると思われる。したがって、本発明の技術的範囲は、上記の実施形態に限定されるものではない。 While the present invention has been described with reference to specific embodiments, many variations and design changes will be apparent to those skilled in the art. Therefore, the technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment.
10 UVLO回路部
12 再起動論理回路部
14 PFCゲートドライバ
16 バラストオシレータ
18 ハイサイドゲートドライバ
20 ローサイドゲートドライバ
22 予熱周波数読み出し/設定回路部
24 ゼロ電圧スイッチング保護回路部
26 di/dt検知回路部
28 電流検知回路部
30 DCバス電圧検知回路部
100 バラスト制御回路
10 UVLO circuit section
12 Restart logic circuit
14 PFC gate driver
16 Ballast oscillator
18 High-side gate driver
20 Low-side gate driver
22 Preheating frequency readout / setting circuit section
24 Zero voltage switching protection circuit
26 di / dt detection circuit
28 Current detection circuit
30 DC bus voltage detection circuit
100 Ballast control circuit
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Publications (1)
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CN (1) | CN101014221A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008282810A (en) * | 2007-05-11 | 2008-11-20 | Osram Sylvania Inc | Ballast |
Families Citing this family (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8120270B2 (en) * | 2006-11-22 | 2012-02-21 | Osram Ag | Circuit arrangement and method for operating a discharge lamp with preheatable electrodes |
KR100891115B1 (en) * | 2007-04-26 | 2009-03-30 | 삼성전자주식회사 | Method and apparatus for saturation-prevented power factor improvement |
US7459867B1 (en) * | 2007-05-11 | 2008-12-02 | Osram Sylvania Inc. | Program start ballast |
EP2124510B1 (en) | 2008-05-16 | 2013-01-02 | Infineon Technologies Austria AG | Method for controlling a phosphorescent light and light pre-switching device |
US8358078B2 (en) * | 2008-06-09 | 2013-01-22 | Technical Consumer Products, Inc. | Fluorescent lamp dimmer with multi-function integrated circuit |
US8063588B1 (en) | 2008-08-14 | 2011-11-22 | International Rectifier Corporation | Single-input control circuit for programming electronic ballast parameters |
DE102009009915A1 (en) | 2009-01-09 | 2010-07-15 | Tridonicatco Gmbh & Co. Kg | Procedure, control gear and lighting system |
DE102009030106B4 (en) * | 2009-06-22 | 2015-07-30 | Minebea Co., Ltd. | Method for controlling gas discharge lamps |
FI121561B (en) | 2009-06-30 | 2010-12-31 | Helvar Oy Ab | Adjusting and measuring the functions of the electronic ballast |
DE102012204118A1 (en) * | 2011-12-23 | 2013-06-27 | Tridonic Gmbh & Co. Kg | Operation of bulbs |
CN105120571B (en) | 2015-09-14 | 2018-05-01 | 昂宝电子(上海)有限公司 | System and method for the current regulation in LED illumination system |
US11675587B2 (en) | 2015-12-03 | 2023-06-13 | Forrest L. Pierson | Enhanced protection of processors from a buffer overflow attack |
WO2022026497A1 (en) * | 2020-07-30 | 2022-02-03 | Pierson Forrest L | An enhanced processor data transport mechanism |
US10978869B2 (en) * | 2016-08-23 | 2021-04-13 | Alpha And Omega Semiconductor Incorporated | USB type-C load switch ESD protection |
US10103629B2 (en) * | 2017-02-14 | 2018-10-16 | Nxp B.V. | High side driver without dedicated supply in high voltage applications |
US11121541B2 (en) | 2019-02-27 | 2021-09-14 | Dialog Semiconductor (Uk) Limited | Solution to safely protect a boost converter from a short circuit to ground |
CA3190446A1 (en) * | 2020-07-30 | 2022-02-03 | Forrest L. Pierson | An enhanced processor data transport mechanism |
CN115242106A (en) * | 2022-07-29 | 2022-10-25 | 无锡惠芯半导体有限公司 | High-frequency MOSFET half-bridge intelligent power module |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004519080A (en) * | 2001-02-06 | 2004-06-24 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Feedback control of high frequency signals by general-purpose hardware / software |
Family Cites Families (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2632110B1 (en) * | 1988-05-27 | 1990-10-12 | Bendix Electronics Sa | METHOD AND DEVICE FOR PROGRAMMING A MEMORY OF THE PROM TYPE AND MEMORY USING THE SAME |
US5315214A (en) * | 1992-06-10 | 1994-05-24 | Metcal, Inc. | Dimmable high power factor high-efficiency electronic ballast controller integrated circuit with automatic ambient over-temperature shutdown |
US5545955A (en) | 1994-03-04 | 1996-08-13 | International Rectifier Corporation | MOS gate driver for ballast circuits |
US5539338A (en) * | 1994-12-01 | 1996-07-23 | Analog Devices, Inc. | Input or output selectable circuit pin |
JP3491719B2 (en) * | 1995-12-14 | 2004-01-26 | 川崎マイクロエレクトロニクス株式会社 | Semiconductor integrated circuit |
IT1306920B1 (en) | 1998-01-05 | 2001-10-11 | Int Rectifier Corp | INTEGRATED CIRCUIT FOR THE CONTROL OF STABILIZERS FOR FLUORESCENT LAMP |
JP3600976B2 (en) | 1998-07-14 | 2004-12-15 | 三菱電機株式会社 | Discharge lamp lighting device |
US6285138B1 (en) * | 1998-12-09 | 2001-09-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Apparatus for lighting fluorescent lamp |
US5999421A (en) | 1999-03-31 | 1999-12-07 | Liu; Kwang H. | Dual-channel power system with an eight-pin PWM control chip |
DE10032846A1 (en) | 1999-07-12 | 2001-01-25 | Int Rectifier Corp | Power factor correction circuit for a.c.-d.c. power converter varies switch-off time as function of the peak inductance current during each switching period |
ATE348354T1 (en) | 2000-10-20 | 2007-01-15 | Int Rectifier Corp | BALLAST CONTROL IC WITH POWER FACTOR CORRECTION |
EP1227706B1 (en) * | 2001-01-24 | 2012-11-28 | City University of Hong Kong | Novel circuit designs and control techniques for high frequency electronic ballasts for high intensity discharge lamps |
US6784624B2 (en) | 2001-12-19 | 2004-08-31 | Nicholas Buonocunto | Electronic ballast system having emergency lighting provisions |
TWI300650B (en) * | 2003-04-24 | 2008-09-01 | Int Rectifier Corp | Fault protected self-oscillating driver |
US7348735B2 (en) | 2003-05-01 | 2008-03-25 | Inventive Holdings Llc | Lamp driver |
US7154232B2 (en) | 2003-06-24 | 2006-12-26 | International Rectifier Corporation | Ballast control IC with multi-function feedback sense |
US7372215B2 (en) * | 2004-02-19 | 2008-05-13 | International Rectifier Corporation | Lamp ballast for circuit driving multiple parallel lamps |
US7067987B2 (en) | 2004-03-26 | 2006-06-27 | Argent Electric, Inc. | Electronic ballast with closed loop control using composite current and voltage feedback and method thereof |
DE102004016945A1 (en) * | 2004-04-06 | 2005-10-27 | Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH | Electronic ballast with control circuit and feedforward control |
US7301288B2 (en) * | 2004-04-08 | 2007-11-27 | International Rectifier Corporation | LED buck regulator control IC |
-
2006
- 2006-10-12 KR KR1020060099542A patent/KR100829239B1/en active IP Right Grant
- 2006-10-12 CN CNA2006101495257A patent/CN101014221A/en active Pending
- 2006-10-12 US US11/548,807 patent/US8164272B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2006-10-12 EP EP06021446A patent/EP1776000A3/en not_active Withdrawn
- 2006-10-12 JP JP2006279005A patent/JP2007109661A/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004519080A (en) * | 2001-02-06 | 2004-06-24 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Feedback control of high frequency signals by general-purpose hardware / software |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008282810A (en) * | 2007-05-11 | 2008-11-20 | Osram Sylvania Inc | Ballast |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20070040742A (en) | 2007-04-17 |
US20070108915A1 (en) | 2007-05-17 |
EP1776000A3 (en) | 2008-05-28 |
EP1776000A2 (en) | 2007-04-18 |
KR100829239B1 (en) | 2008-05-14 |
US8164272B2 (en) | 2012-04-24 |
CN101014221A (en) | 2007-08-08 |
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